[发明专利]一种基于零序电压正负面积和的小电流接地系统单相故障启动方法

说明书

技术领域

本发明为一种基于零序电压正负面积和的小电流接地系统单相故障启动方法，属电力系统继电保护技术领域。

背景技术

小电流接地系统发生单相故障的几率较高，这时供电仍能保证线电压的对称性，不影响对负荷的连续供电。但是其他两相的对地电压升高倍，很容易在绝缘薄弱点引起另一点接地从而形成相间短路；另外随着电网线路的增多，系统单相故障电容电流增大，长时间运行容易使故障扩大成两点或多点接地短路，破坏系统安全运行，所以必须及时找到故障线路并予以切除。

目前，小电流接地选线装置都是以零序电压和零序电流的大小超过设定阈值作为装置启动的判据，但在实际的运行中除了单相故障外，电压互感器断线、铁磁谐振等同样会引起零序电压的升高，系统将出现较高的零序电压和零序电流，导致小电流接地选线装置误动作，影响单相故障的判断。因此，急需提出一种更加可靠、准确的方法实现小电流接地系统单相故障的启动。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的小电流接地系统单相故障启动方法存在准确度不高的问题，提出一种基于零序电压正负面积和的小电流接地系统单相故障启动方法。

本发明的技术方案是：一种基于零序电压正负面积和的小电流接地系统单相故障启动方法，在1MHz采样率下，提取短时窗内的母线零序电压波形，并分别计算该时窗内的母线零序电压波形在0轴两侧的面积，然后将得到的正、负半轴面积相加，即可得到母线零序电压波形与0轴所围成的面积总和；若该面积总和大于设定的阈值，则判定小电流接地系统发生单相故障，选线装置启动；反之，则判定未发生故障，选线装置不启动。

具体步骤为：

(1)采用三个单相式电压互感器，其一次绕组接成星形并将中性点接地，其二次绕组接成开口三角形，从端子处得到零序电压；

(2)短时窗内零序电压的提取：在1MHz的采样率下，提取短时窗内的母线零序电压离散信号u₀(k)，其中采样点k＝1，2，…，N，N为零序电压短时窗内的采样点总数；

(3)0轴两侧的零序电压面积计算；分别利用和求短时窗内母线零序电压波形与0轴正、负半轴所围成的面积S₁和S₂，其中u₀(m)和u₀(n)分别为母线零序电压波形在0轴正、负半轴的离散信号；m和n分别为母线零序电压波形在0轴正、负半轴的采样点，且m＝1，2，…，p；n＝1，2，…，q；p和q分别为u₀(m)和u₀(n)的采样点总数，且p+q＝N；

(4)零序电压波形与0轴所围成的面积总和的计算：根据计算零序电压波形与0轴所围成的面积总和S；

(5)单相故障启动判据的构造；按以下条件判断小电流接地系统是否发生单相故障

若则判定小电流接地系统发生单相故障，选线装置启动；

若则判定小电流接地系统未发生故障，选线装置不启动；

其中为故障启动的阈值，其整定按照未发生故障时较小，而发生单相故障时较大的理论分析，并留有一定的裕度，设置为1000。

本发明的原理是：

一、原理分析